2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Цинк в минералах группы ильменита из метасоматитов Дмитровки, Приазовье, Украина

Шарыгин В.В.*, Кривдик С.Г.**

^* ИГМ им. В.С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск, Россия; ^** ИГМР им. Н.П. Семененко НАН Украины, г. Киев, Украина

sharygin@igm.nsc.ru

Щелочные метасоматиты в карьере с. Дмитровка (северо-восточный экзоконтакт Октябрьского массива) образуют зону северо-восточного простирания в гранитах анадольского комплекса. В пределах зоны мощность отдельных тел метасоматитов составляет до нескольких метров (Щербак и др., 1994). Минералы группы ильменита (ильменит, пирофанит, экандрюсит) были выявлены в акцессорных количествах в четырех образцах лейкократовых эгириновых альбититов, состав которых несколько различен по набору и количеству темноцветных фаз (эгирин, арфведсонит, фторфлогопит, аннит, астрофиллит-куплетскит) (Кривдiк та iншi, 2010; Sharygin, Kryvdik, 2010; Кривдик и др., 2011). Обычно эти минералы образуют относительно крупные индивидуальные зерна (до 200-300 мкм), иногда с оторочкой лейкоксенового агрегата, реже они присутствуют в виде кристаллических включений (20-40 мкм) в эгирине, цирконе и калишпате. В качестве включений в них иногда присутствуют циркон, эгирин, пирохлор, альбит, бастнезит-(Ce) и монацит-(Ce). Лейкоксен представлен субмикронным агрегатом, в котором иногда видны отдельные индивиды/реликты ильменита-пирофанита-экандрюсита и новобразованных Fe-ниобатов (колумбит ?). В краевой зоне лейкоксена на контакте с другими минералами обычно присутствует рутил с варьирующим содержанием Nb и Fe. Подобные взаимоотношения фаз в метасоматитах Дмитровки свидетельствуют о том, что минералы группы ильменита являются ранними продуктами кристаллизации, тогда как образование лейкоксена связано с более поздними процессами. Следует отметить, что Zn-содержащие ильменит и пирофанит, а также экандрюсит являются обычными компонентами метасоматизированных гранитов, высокотемпературных метапелитов и поздних пород агпаитовых щелочных комплексов (Sakoma, Martin, 2002; Mitchell, Liferovich, 2004 and references herein; Rao et al., 2008; Prochazka et al., 2010).

Микрозонд и сканирующая микроскопия показали, что большинство зерен имеет зональное строение и широкие вариации по содержанию Fe, Mn и Zn при примерно постоянной концентрации Nb (0.5-2.0 мас.% Nb₂O₅). Во всех образцах был выявлен Mn-ильменит c явным преобладанием Fe над Mn. Лишь в образце DM-7 присутствуют как Mn-ильмениты, так и Fe-пирофаниты (Таблица 1, Рис. 1). Ильмениты в двух образцах (Dm-8, DM-Astr) характеризуются низкими содержаниями ZnO (0.1-2 мас.%). Зональность крупных индивидуальных зерен выражается в постепенном повышении концентраций ZnO от центра к краю (от 1-3 до 10-16, иногда до 23 мас.%). Причем самые краевые зоны с наибольшим содержанием Zn по составу уже отвечают Fe-Mn-экандрюситу (Рис. 1). В целом, характер зональности в ильменитах и пирофанитах несколько различается. В ильменитах преобладает изоморфизм Fe->Zn, тогда как в пирофанитах - (Fe,Mn)->Zn. Мелкие индивиды (1-5 мкм) новообразованного экандрюсита иногда концентрируются на границе ильменита/пирофанита и лейкоксенового агрегата.

Таблица 1. Представительные анализы (мас.%) минералов группы ильменита из апогранитных метасоматитов Дмитровки.

c, m, r, or - центр, середина, край и самая крайняя часть зерна. ZrO₂ и Al₂O₃ - ниже пределов обнаружения.

Состав лейкоксена также сильно варьирует по составу (в мас.%): SiO₂ - 0.5-1.1; TiO₂ - 58.3-65.8; Nb₂O₅ - 0.6-2.1; Al₂O₃ - 0-0.3; FeO_t - 11.6-24.6; MnO - 0.7-2.1; ZnO - 1.8-19.9. В целом, он условно соответствует Zn-содержащим составам от псевдорутила Fe³⁺₂Ti₃O₉ до Fe³⁺-«ферропсевдобрукита» (Fe²⁺_0.5Fe³⁺_0.5)(Ti_1.5Fe³⁺_0.5)O₅. Низкие суммы (92-97 мас.%) предполагают присутствие клеберита Fe³⁺_2-xTi₃O_9-3x(OH)_3x, гидратированной разновидности псевдорутила (Grey et al., 1994). Cостав лейкоксена сильно зависит от состава исходного минерала группы ильменита. Низкие концентрации MnO и присутствие SiO₂ характерны для всех лейкоксенов, в том числе и для агрегата, замещающего пирофанит. Причем пирофанит в большей степени подвержен замещению лейкоксеном, чем ильменит. Лейкоксен, обогащенный Zn, был ранее выявлен в частично метасоматизированных гранитоидах в Нигерии и Чехии (Sakoma, Martin, 2002; Prochazka et al., 2010). Его появление вокруг первичного ильменита связывают с присутствием H₂O и повышением fO₂ в процессе метасоматоза.

Темноцветные минералы в метасоматитах Дмитровки также содержат Zn, но его концентрации в них значительно ниже (в мас.%): астрофиллит - 0.4-1.0; куплетскит - 1.4-1.8; арфведсонит - 0.3-1.3; аннит - 0.5-0.7; фторфлогопит - 1.7-1.9; эгирин - 0.05-0.15 (Кривдiк та iншi, 2010; Khomenko, Vyshnevskii, 2010; Sharygin, Kryvdik, 2010; Кривдик и др., 2011). Таким образом, минералы группы ильменита и продукты их замещения являются основными концентраторами цинка в лейкократовых метасоматитах Дмитровки, в которых отсутствует сульфидная минерализация. Однако помимо лейкократовых разностей, в Дмитровсковом карьере присутствуют жильные меланократовые метасоматиты, содержащие эгирин, арфведсонит и молибденит. Эти породы характеризуются относительно высокими концентрациями Zn (90-540 г/т) (Михайлов, Шунько, 2002). Оптически в них диагностирован сфалерит, и он, по-видимому, является единственным концентратором Zn.

Ранее в дайковых агпаитовых фонолитах Октябрьского массива было выявлено, что основными концентраторами Zn являются куплетскит и слюды (Шарыгин, 2009; Шарыгин и др., 2009). Для метасоматитов Дмитровки характерен иной тип Zn минерализации: в отсутствии сульфидов на ранних стадиях Zn локализуется в титанатах, а на поздних стадиях - в небольших количествах в филлосиликатах (слюды, куплетскит-астрофиллит) и арфведсоните. В сульфидсодержащих ассоциациях он аккумулируется в сфалерите.

Литература:

Кривдiк С.Г., Моргун В.Г., Шаригiн В.В. Слюди фенiтiв i лужних метасоматитiв Схiдного Приазов’я // Минералогический журнал. 2010. Т. 32. № 4, С. 3-11.

Кривдик С.Г., Шарыгин В.В., Моргун В.Г. Минералы группы астрофиллита в Приазовье, Украина // Тезисы данного сборника, 2011.

Михайлов В.А., Шунько В.В. Новый тип молибденовой минерализации Украинского щита // Доповiдi Нацioнальноï академïï наук Украïни. 2002. № 6. С. 137-140.

Шарыгин В.В. Новые минералы и минеральные разновидности Приазовья: Октябрьский массив // Сборник научных статей УкрНИМИ НАН Украины (Transactions of UkrNDMI NAS Ukraine). 2009. Вып. 5. Ч. 2. С. 132-139.

Шарыгин В.В., Кривдик С.Г., Поспелова Л.Н., Дубина А.В. Zn-куплетскит и хендриксит в агпаитовых фонолитах Октябрьского массива, Приазовье, Украина // ДАН. 2009. Т. 425, № 6, С. 810-815.

Щербак Д.Н., Шунько В.В., Загнитко Б.М. Новые данные о возрастных соотношениях альбититов и гранитов Анадольского комплекса // Доклады Академии Наук Украины. 1994. № 6. С. 131-135.

Grey I.E., Watts J.A., Bayliss P. Mineralogical nomenclature - pseudorutile revalidated and neotype given // Mineralogical Magazine. 1994. Vol. 58. P. 597-600.

Khomenko V., Vyshnevskii O. Astrophyllite from alkaline metasomatized rocks (Dmytrivka, Azov region): crystal chemistry, spectroscopy, inclusions // In: Alkaline rocks: petrology, mineralogy, geochemistry. Abstracts and excursion guide of Conference dedicated to the memory of J.A.Morozewicz. Kyiv. 2010. P. 34-35.

Mitchell R.H., Liferovich R.P. Ecandrewsite - zincian pyrophanite from lujavrite, Pilansberg alkaline complex, South Africa // Canadian Mineralogist. 2004. Vol. 42. P. 1169-1178.

Prochazka V., Uher P, Matejka D. Zn-rich ilmenite and pseudorutile: subsolidus products in peraluminous granites of the Melechov Massif, Moldanubian Batholith, Czech Republic // Neues Jahrbuch für Mineralogie Abhandlungen. 2010. Vol. 187. Iss. 3. P. 249-263.

Rao M.J., Raj A.A.J., Paul K.J. Ocurrence of zincian ilmenite from Srikurman placer sand deposit, Andra Pradesh, India // Current Science. 2008. Vol. 95. No. 9-10. P. 1124-1127.

Sakoma E.M., Martin R.F.. Oxidation-induced postmagmatic modifications of primary ilmenite, NYG-related aplite dyke, Tibchi complex, Kalato, Nigeria // Mineralogical Magazine. 2002. Vol. 66. P. 591-604.

Sharygin V., Kryvdik S. Behavior of Zn in late magmatic and metasomatic rocks of the Oktyabrsky alkaline massif, Azov region, Ukraine: mineralogical data // In: Alkaline rocks: petrology, mineralogy, geochemistry. Abstracts and excursion guide of Conference dedicated to the memory of J.A.Morozewicz. Kyiv. 2010. P. 58-59.